Al principio, tomó mucho tiempo, hasta un día, hacer llorar a las células. Pero, con experiencia y un poco de insistencia, los investigadores finalmente las hicieron llorar en solo media hora.
Los cultivos de lágrimas, publicados en Cell Stem Cell el 16 de marzo, son los primeros “organoides” de las glándulas lagrimales: conjuntos tridimensionales de células que están diseñadas para parecerse a versiones en miniatura de órganos. Los organoides de las glándulas que producen lágrimas podrían usarse para estudiar y eventualmente tratar los trastornos que causan sequedad en los ojos, incluida una afección autoinmune llamada síndrome de Sjögren.
“Es muy prometedor”, dice el patólogo ocular Geeta Vemuganti de la Universidad de Hyderabad en India.
Además de su función de mostrar emociones, las lágrimas ayudan a lubricar y proteger el ojo. Los ojos secos pueden ser dolorosos, inflamados y propensos a las infecciones.
Para estudiar la producción de lágrimas, el laboratorio del biólogo del desarrollo Hans Clever en el Centro Médico Universitario de Utrecht en los Países Bajos desarrolló una forma de cultivar células de glándulas lagrimales como organoides. El grupo ha encontrado formas de cultivar una colección de organoides, incluidos hígados en miniatura, cánceres de cuello uterino y glándulas de veneno de serpiente.
Brotando
Las glándulas lacrimales, también llamadas glándulas lagrimales, son un desafío particular de estudiar, dice Darlene Dartt, quien estudia la producción de lágrimas en Massachusetts Eye and Ear en Boston. Las glándulas se encuentran por encima de cada globo ocular, detrás de la órbita ósea del ojo, lo que dificulta su biopsia. Las muestras, cuando los investigadores pueden obtenerlas, suelen ser pequeñas, dice.
El laboratorio de Clevers utilizó su experiencia para determinar las condiciones de cultivo de las células de las glándulas lagrimales humanas y de ratón. Para estimular la producción de lágrimas, luego expusieron sus organoides a varias sustancias químicas, incluido el neurotransmisor norepinefrina, que transmite mensajes entre las células nerviosas y las glándulas.
Debido a que los organoides carecen de conductos, la producción de “lágrimas” hace que se hinchen. “Si hubiera habido un pequeño conducto, habría habido gotas”, dice Clevers. Y cuando el equipo trasplantó los organoides a ratones, los conjuntos maduraron y desarrollaron estructuras similares a conductos que contienen proteínas que se encuentran en las lágrimas.
El equipo espera que las células puedan usarse para estudiar las glándulas lagrimales y para detectar medicamentos que afecten el desarrollo de las lágrimas. Clevers y sus colegas ya han utilizado la edición del genoma CRISPR para estudiar el desarrollo de las glándulas lagrimales y han descubierto que un gen llamado Pax6 es importante para guiar a las células para que adquieran una identidad de glándula lagrimal. Pax6 es un regulador conocido del desarrollo ocular: la expresión de la versión mosca de Pax6 en la pata de una mosca de la fruta hará que se desarrolle un ojo allí.
El laboratorio de Clevers ahora se está asociando con el naturalista holandés y presentador de programas de televisión Freek Vonk para estudiar estructuras que se asemejan a las glándulas lagrimales de los cocodrilos. El equipo espera usar los organoides para estudiar las “lágrimas de cocodrilo” reales, que los reptiles usan como una forma de excretar sal.
Potencial de trasplante
Los organoides derivados de células humanas también podrían eventualmente proporcionar material para trasplantes, para reemplazar glándulas lagrimales enfermas o dañadas. El grupo de Clevers y sus colaboradores han desarrollado orgánulos de glándulas salivales que se probarán en ensayos clínicos a partir de este verano para personas que padecen de boca seca, una condición que puede causar caries y dificultad para masticar y saborear.
Esos ensayos de glándulas salivales podrían servir como un campo de pruebas para desarrollar métodos que luego podrían adaptarse para futuros trasplantes de glándulas lagrimales, dice Dartt. Mientras tanto, dice, el trabajo que ha realizado el equipo de Clevers en la caracterización de las glándulas lagrimales, incluida la creación de un mapa detallado de las estructuras y sus organoides célula por célula, ha demostrado que las glándulas son más heterogéneas de lo que se pensaba anteriormente y podría enviar a los investigadores a reinterpretar datos antiguos. “Eso tiene implicaciones para muchos estudios”.
Fuente: Nature.
